以微型燃气轮机技术为核心、搭配高效电池管理技术的增程器技术作为提高电动汽车续航里程的替代技术之一,具有广阔的发展前景。喷嘴雾化性能的优劣很大程度上决定了燃料掺混燃烧性能的优劣,本文针对微型燃气轮机在移动式车辆上的应用,研究了喷油器的雾化性能,并对喷油器与微型燃气轮机燃烧室的配型提出了一定的要求。首先,本文自行设计了一套喷油器常压雾化试验台,并搭配PIV粒子成像测速系统对喷雾场图像进行了记录,通过MATLAB对图像进行滤波及降噪处理后根据最小二乘法拟合得到其雾化锥角,通过IPP6.0图像处理软件获取液滴的粒径信息,通过PIV自带后处理系统FlowMaster得到喷雾场速度分布。其次,针对压力-流量特性曲线、喷雾场速度分布及液滴的粒径特征,对试验结果与模拟结果进行比对分析,得到以下结果:压力-流量曲线在高压力下基本重合,最大误差为8.15%;喷雾场速度分布在主体区域处拟合度较好,文中对试验偏差的原因给出了详细的分析,并对偏差量做出了数学修正,其轴向速度最大误差为9.76%;不同平面处SMD最大误差为3.97%。综合以上结果,认为试验与模拟结果匹配度较高,可使用该模型模拟实际喷雾场。然后,本文对喷射压差、燃烧室背压、燃烧室空气温度、喷射偏转角及单孔雾化角等参数对雾化性能的影响展开了模拟方面的研究,结果表明各项参数对液滴破碎程度的影响本质上由于其是对韦伯数的影响,具体表现为:喷射压差的变化引起了射流速度的变化,改变了气液间相对流速,对气动力产生较大影响;燃烧室背压与燃烧室空气温度的变化引起了空气密度的变化,对气动力产生较大影响。喷射偏转角与单孔雾化角对于雾化性能的影响较小,但对雾化形态影响较大。因此,喷射压差、燃烧室背压、燃烧室空气温度这三个量可作为调控雾化性能的主要参数,而喷射偏转角和单孔雾化角可作为调控雾化形态的主要参数。最后,本文对微型燃气轮机燃烧室头部双级旋流器进行了建模,研究了受旋流场影响的喷雾场的形态及雾化性能,以喷射偏转角和单孔雾化角为控制量,给出了喷油器与燃烧室配型的最优化结果。针对本文燃烧室工况,最佳配型为:喷射偏转角为8~12°,单孔雾化角为10~16°,总体雾化锥角为30~36°。